點焊機分類與工作流程分析
點焊機通常根據他們的運動機制進行分類,例如,焊機臂是如何相對于工件運動的。由于大多數焊機是為特定用途制作的,它們在結構,以及術語和定義方面的差異很大。然而,還是可以用如圖8.2所示的五種典型的焊機來說明電阻焊機之間的主要差異。
點焊機工作的第一步是將電極閉合,施加電流以后再將電極分開。盡管使用伺服電機驅動的焊槍日趨流行,氣缸仍是電阻點焊機中最常用的驅動裝置焊機的運動部分包括從氣缸活塞到電極的組件。氣缸的內摩擦及滑軌的摩擦可能在電極與板材的接觸過程中及其后的隨動過程中影響電極的運動。
焊接開始時,氣缸的內壓力的快速增加導致活塞、電極和曲軸一起被推動。電極力的大小直接取決于氣缸的壓力和尺寸,它同時又受到焊機臂(運動臂和固定臂)的剛性或剛度的影響。這種限制可以通過焊機臂的最大容許撓曲來測量,以避免因撓曲導致過多的電極偏心。因為設計焊機或焊槍時的一個非常普遍的做法是一只機臂的剛度比另外一只大所以經常只考慮剛度較低的機臂。
焊接期間,電極因工件的膨脹和收縮而產生相對運動。雖然這種運動幅度極小(通常小于0.1mm),但其導致的電極力的變化對焊點的形成有顯著影響。電極剛開始接觸工件的過程中焊機的運動質量的影響可能很大。這些及其他與焊機的機械系統相關因素的影響將在下面各節里討論。這些影響可以通過檢查一個完整的焊接周期里得到的可檢測的信號來理解,包括電極力、電極位移、電流和電壓。電極力和位移信號可以提供通過其他方式無法得到的信息。如圖5.2所示的數據采集系統可用于電阻焊的信號采集,如圖53所示為電壓、電流、電極力和位移的典型信號。根據需要,可以使用一個或三個線性可變差分傳感器(LVDT)來監控焊接周期中電極的相對運動(位移)。
點焊機位移傳感器可用于記錄沿其軸向的運動,從而得到焊機臂的軸向剛度。然而,些焊接系統中,垂直于電極的橫向剛度也是一個需要關注的問題,因為它會導致電極的角偏心,尤其是在大電極力下會很顯著。在這種情況下,可以設計一種能同時測量剛度的裝置。